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刚年轻就老了,F-35的软件升级问题
送交者: 五星出东方[♂进士☆♂] 于 2017-10-06 20:33 已读 4939 次  
人生有很多悲哀,但刚年轻就老了,肯定是最大的悲哀之一。才从懵懂人事、情窦初开走入青春年华,忽然就被告知:你已经老了,退居二线吧。人生还能比这更加悲催吗?不幸的是,F-35正是遇到这样的问题。问题出在软件升级。

F-35是高度软件化的战斗机。也就是说,按照设计要求,在基本研发和测试完成之后,只需要软件升级就可以解锁新的功能。前一段时间沸沸扬扬的F-35竟然还不能用航炮射击的事,实际上也是软件限制的缘故。对于F-35A来说,航炮已经装上了,F-35BC挂上航炮吊舱也不是问题,搂扳机打响总是做得到的。问题是在这样先进的飞火推高度集成的战斗机上,光能够搂扳机打响没有意义,只有与飞行、推进和火控整合到一起,确保击中目标,这样的开炮才有意义。

现时软件只有Block2B标准,而航炮要到Block3F才能实现。这就是为什么当时已经达到初始作战状态(简称IOC)的F-35连航炮都开不了的原因。这其实不是大不了的问题,只是时候未到。F-35的计划确实拖沓得厉害,Block3F版本来应该在2012年就交付使用的,现在要拖到2017年年底,但一般估计实际上要到2018年。现在的主流版本为Block2B,新交付的为3I,但2B3I的差别主要在于硬件,3I可以直接升级到3F,但2B要硬件升级后才能升级到3F2B/3I其实是第一个能发射武器的版本,Block1A1B2A都只能飞行,不能发射任何武器。这也是Block2B称为具有初始作战能力的原因。

在Block2B版软件的控制下,F-35具有简单的空中火力支援、纵深遮断攻击和初始空战能力。具体来说,能发射AIM-120C5/7中程空空导弹,能投放500磅的GBU-12激光制导炸弹、1000磅的GBU-32F-35B)和2000磅的GBU-31F-35A/CJDAM GPS制导炸弹。这就是全部的武器发射能力了,所以说初始作战能力确实没错。这肯定比端着扁担冲上阵地的炊事班强,但离武装到牙齿的影武士还差得远。

Block3F是定型版,要求达到完整的设计作战能力。具体来说,要求能发射25毫米航炮(A为机内,BC为吊舱)、机内武器舱里的AIM-132/ASRAAM近程空空导弹(英国F-35B)、500铺路IV”GPS/激光制导炸弹(英国F-35B)、AGM-154、JSOW GPS/成像红外滑翔炸弹(F-35C),另外还有一大堆翼下挂载的空空导弹(如AIM-9X)、空地导弹(磺石风暴之影JASSM)、制导和非制导炸弹、副油箱等。与F-15EF-18E等现役主力相比,品种依然少了一点,但毕竟没有明显短板了。

Block3F对应的是基本生产型的定型状态。但作为软件化的战斗机,硬件定型后,软件还可以继续升级,增加更多的能力。比如说,已经开始研发的Block4要求能发射SDB-II小直径炸弹、JSOW Block3空地导弹、AIM-9X Block2空空导弹,还需要能够在空地之间视频串流和用红外光束指引目标,与Link-16数据链联通。规划中的Block5除了增加新的武器发射能力外,要求增加逆合成孔径雷达模式以适合海上使用,更要整合红外搜索和跟踪(IRST)、直接红外对抗、合作式电子战、先进威胁响应、任务规划等功能。更加遥远的Block6则有电磁攻击、友军跟踪定位(避免误伤)、全向被动告警等。

从上述软件版本的描述也可以看到,软件升级实际上也与硬件有关。而且不光是总线、处理器级,所有软件触及的系统都要跟上。对于高度数字化、软件化的F-35来说,这差不多就是所有系统了,包括传感器、动力、武器、系统自检和纠错等。只有在所有相关硬件都到位、而且与软件功能相容时,才谈得上软件升级。这说起来容易,做到并不容易。对F-35边设计、边生产、边测试、边修改的情况来说,计划跟不上变化的事情太多。尤其是在测试中发现问题后,修改的结果是牵一发动全身,或者使得平行研发而本来期望汇合的两条线真的成了两股道上跑的车。F-35的软件错综复杂,高度整合,实际上两条线可能分叉成四条线、八条线。

F-35的软件是飞火推高度集成的,所以飞行性能的解锁也是软件功能的一部分。Block2B的升限为40000英尺,3F50000英尺;2B的空速限制为700/550/550节(F-35A/B/C),3F700/630/700节;2B的马赫数限制为M1.6/M1.2/M1.23F全部为M1.62B的过载限制为7g/5.5g/7.5g3F9g/7g/7.5g显然,要到3F才能把全部飞行性能解锁到设计水平。

20176月巴黎航展上洛克希德试飞员卖力的飞行表演使得很多人失望,是否达到最终水平众说纷纭,辩护者通常首先指出的就是2B的飞行性能限制。当然,也有猜想洛克希德为了表演效果而特意关闭有关限制,表演已经超能力发挥了。不管实情如何,对于一般的空军飞行员来说,任意关闭软件限制是不可能的,软件版本对飞行性能的限制是实打实的。就为这,也需要从2B升级到3F

但是,在918日的美国空军年会上,F-35联合项目办公室(简称JPO)主任麦特温特海军中将指出,部分现有F-35需要多达150-160处改动,才可能把软件升级到3F。温特没有具体说明需要什么样的改动,一般认为至少包括数据处理器,但这怎么算也不可能算出150-160处改动。温特提议把未来投资集中在接下来的扩大生产上,而不是返工、升级现有F-35。当前的生产高峰涉及900多架F-35,这些飞机将直接按照3F要求制造,作为一线作战使用的战斗机交付。但不适宜升级的早期F-35索性就不升级了,用作训练。

JPO预计,从2018年开始,洛克希德的F-35年产量将达到130架,以后还将继续增加。洛克希德实际上也可能缺乏足够的力量,对大量早期F-35进行返工、升级。这样的做法倒不是没有先例的。F-22也在软件升级中,但36架将保留在Block20状态,其他149架升级到Block30/35状态。前者留作训练,后者作为战备值班主力。也就是说,训练规格F-22约占总数20%作战规格约占80%。对于F-35,准确地说,不是所有已经生产的F-35都不适合升级,而是其中一部分。

到20173月为止,洛克希德已经累计交付了231F-35,其中136F-35A64F-35B31F-35CJPO没有具体说明建议放弃升级、留作训练的F-35的数量和A/B/C型号的分布。但JPO打了一个马虎眼,F-22Block20软件与F-35Block2B是完全不同的两个概念。Block20已经是Block10的升级,而Block10是最初的完成状态,对应于F-35Block3F。而F-35Block2B在一开始就是过渡阶段的半成品,3F才是完成状态。

具体来说,F-22Block10不仅解锁全部飞行性能(对于F-22,就是至关重要的超巡和超机动),而且具备基线空战能力,包括AIM-120C(机内和翼下)、AIM-9M、航炮、副油箱。Block20更新了数据处理器,增加了发射JDAM(一说还包括SDB)的能力,具备一定的对地攻击能力。Block3035增加了发射AIM-120DAIM-9X的能力,另外就是电子系统,增加合成孔径、为JDAM自主瞄准制导、自动近地避撞、地面动目标指示等。计划中的Block40将整合F-35的头盔显示系统。传说中的侧视主动电扫雷达阵面、双向MIDS/Link-16、卫星通信等随着军费大形势而时而被包括,时而被排除,谁也说不清楚了。

显然,Block20状态的F-22Block2F状态的F-35是完全不同的两回事。F-22Block20升级到30/35是锦上添花,不升级依然具有完整的作战能力,只是达不到美国空军所迷恋的压倒优势程度。如果有作战需要,这36F-22是绝对可以拉上去打的。但F-35Block2F升级到3F是把锦织完,根本谈不上添花。除非敌人已经打到家门口了,2B状态的F-35实际上不具备应有的实战价值。就训练而言,2B状态的F-35也是有问题的。作为熟悉性训练,这当然足够了,但这也太大才小用了。作为一般性训练,更是没有必要用F-35。实际上,即使作为熟悉性训练,2B状态也未必适合,太多的武器没法使用,极限飞行性能无法实现,与3F的差距难以无视。要是烹饪学校里教做宫保鸡丁的时候,没有酱油,不让用辣子,连热油炝锅都不行,这教出来的徒弟算是怎么一回事?

昂贵而且最新的战斗机达不到作战状态,这是严重的政治不正确。要是训练价值也有限,那就是孰可忍孰不可忍了。2B在中文里有不雅的含义,如果“2B F-35满天飞的段子传出去,JPO就是为了不被看笑话,也铁定要升级了。当然,JPO顾不上担心中国网民的问题,只要砸足够的钱,所有F-35都是可以升级到3F的。现有F-35中,有一些是盟国的。估计这些最终都会升级到3F。盟国的家当小,F-35本来就不多,还要留出一些专做训练之用,这太勉为其难了。反正已经上钩了,多出一点血也只好认了。JPO来说,问题就复杂了,全面升级需要时间和钱。F-35计划一路上问题多多,时间一直不够用,但缺钱从来不是其中之一。长期以来,JPO的两大重点之一是尽快达到3F,因为这代表了试飞阶段完全结束,真正冻结、定型了;之二就是尽快转入大批量生产,降低单价。但这两个重点是互相冲突的。在定型之前就大批量生产,首先有预算关,国会不愿意在没有定型、可能有大面积返工的危险的情况下批准大批采购。国会的担心一再被证明是正确的,现有的低速生产已经在增加返工需求,2B

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